JP2009104040A - Positive resist composition and pattern forming method using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超LSIや高容量マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプロセスやその他のフォトパブリケーションプロセスに好適に用いられるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。さらに詳しくは、KrFエキシマレーザー光、電子線、EUV光等を使用して高精細化したパターン形成しうるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものであり、KrFエキシマレーザー光、電子線、EUV光を用いる半導体素子の微細加工に好適に用いることができるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a positive resist composition suitably used in an ultramicrolithography process such as the manufacture of VLSI and high-capacity microchips and other photo-publishing processes, and a pattern forming method using the same. More specifically, the present invention relates to a positive resist composition capable of forming a high-definition pattern using KrF excimer laser light, electron beam, EUV light, and the like, and a pattern forming method using the same, KrF excimer laser light, The present invention relates to a positive resist composition that can be suitably used for microfabrication of a semiconductor device using an electron beam or EUV light, and a pattern forming method using the same.
従来、ICやLSIなどの半導体デバイスの製造プロセスにおいては、フォトレジスト組成物を用いたリソグラフィによる微細加工が行われている。
KrFまたはArFエキシマレーザー光、電子線、あるいはEUV光を用いたリソグラフィープロセスに適したレジストとしては高感度化の観点から主に酸触媒反応を利用した化学増幅型レジストが用いられており、ポジ型レジストにおいては主成分として、アリカリ現像液には不溶又は難溶性で、酸の作用によりアリカリ現像液に可溶となる性質を有するフェノール性ポリマー(以下、フェノール性酸分解性樹脂と略す)及び酸発生剤からなる化学増幅型レジスト組成物が有効に使用されている。
たとえば、特許文献1(米国特許第5561194号明細書)等には、フェノール性酸分解性樹脂としては、フェノール性樹脂の水酸基を部分的に酸分解性のアセタール基、ケタール基、カーボネート基、エーテル基などで保護した樹脂、酸分解性アクリレートモノマーを共重合したフェノール性酸分解性樹脂などが知られている。
しかしながら、アクリレートモノマーは、酸素原子を複数個有するために、アクリレートモノマーを有するポリマーからなるレジスト膜は、プラズマエッチング時の膜べりが起こりやすく、選択的なエッチングが困難な場合がある。
また、特許文献2(特開平7-209868号公報)等には、スチレンなどの非分解性モノマーを共重合する方法などが知られているが、スチレンなどのモノマーを共重合した場合には、疎水性が高くなりすぎるために、現像欠陥が発生しやすくなるといった新たな問題を生じる。
Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as IC and LSI, fine processing by lithography using a photoresist composition has been performed.
As a resist suitable for a lithography process using KrF or ArF excimer laser light, electron beam, or EUV light, a chemically amplified resist utilizing an acid-catalyzed reaction is mainly used from the viewpoint of high sensitivity. In the resist, as a main component, a phenolic polymer (hereinafter abbreviated as a phenolic acid-decomposable resin) and an acid that are insoluble or hardly soluble in an antari developer and become soluble in an antari developer by the action of an acid. A chemically amplified resist composition comprising a generator is effectively used.
For example, in Patent Document 1 (US Pat. No. 5,561,194) and the like, as the phenolic acid-decomposable resin, the hydroxyl group of the phenolic resin is partially acid-decomposable acetal group, ketal group, carbonate group, ether. Resins protected with groups, phenolic acid-decomposable resins copolymerized with acid-decomposable acrylate monomers, and the like are known.
However, since the acrylate monomer has a plurality of oxygen atoms, a resist film made of a polymer having an acrylate monomer is likely to be rubbed during plasma etching, making selective etching difficult.
Further, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-209868) discloses a method of copolymerizing a non-degradable monomer such as styrene, but when a monomer such as styrene is copolymerized, Since the hydrophobicity becomes too high, there arises a new problem that development defects are likely to occur.
本発明の目的は、活性光線又は放射線、特に、KrFエキシマレーザー光、電子線あるいはEUV光を使用する半導体素子の微細加工における課題を解決することであり、アルカリ現像後の欠陥が少なく、且つ良好なプラズマエッチング耐性を有するパターンを形成し得るポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the problems in microfabrication of semiconductor elements using actinic rays or radiation, particularly KrF excimer laser light, electron beam or EUV light, and is good with few defects after alkali development. Another object of the present invention is to provide a positive resist composition capable of forming a pattern having excellent plasma etching resistance and a pattern forming method using the same.
本発明者は、鋭意検討した結果、上記課題が下記の構成によって達成されることを見出し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies, the present inventor has found that the above problems can be achieved by the following constitution, and has reached the present invention.
(1) 連鎖移動剤の存在下でラジカル重合することにより得られた樹脂(A)を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。 (1) A positive resist composition comprising a resin (A) obtained by radical polymerization in the presence of a chain transfer agent.
(2) 樹脂(A)が、下記一般式(I)で表される繰り返し単位及び下記一般式(II)で表される繰り返し単位を有し、アルカリ現像液に不溶若しくは難溶性で、酸の作用によりアルカリ現像液に可溶となる樹脂であることを特徴とする(1)に記載のポジ型レジスト組成物。 (2) The resin (A) has a repeating unit represented by the following general formula (I) and a repeating unit represented by the following general formula (II), is insoluble or hardly soluble in an alkali developer, The positive resist composition as described in (1), which is a resin that becomes soluble in an alkali developer by action.
一般式(I)及び(II)に於いて、
R1は、各々独立して水素原子又はメチル基を表す。
Aは、酸の作用により脱離する基を表す。
mは、1又は2を表す。
In general formulas (I) and (II):
R 1 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
A represents a group capable of leaving by the action of an acid.
m represents 1 or 2.
(3) 連鎖移動剤が、直鎖、分岐若しくは環状のアルキルチオール化合物であることを特徴とする(1)又は(2)に記載のポジ型レジスト組成物。 (3) The positive resist composition as described in (1) or (2), wherein the chain transfer agent is a linear, branched or cyclic alkylthiol compound.
(4) 樹脂(A)が、更に、下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする(2)又は(3)に記載のポジ型レジスト組成物。 (4) The positive resist composition as described in (2) or (3), wherein the resin (A) further has a repeating unit represented by the following general formula (III).
一般式(III)に於いて、
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
R2は、フェニル基又はシクロヘキシル基を表す。
nは、0〜2の整数を表す。
In general formula (III):
R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 2 represents a phenyl group or a cyclohexyl group.
n represents an integer of 0 to 2.
(5) 一般式(I)で表される繰り返し単位が、下記一般式(I−a)で表されることを特徴とする(2)〜(4)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。 (5) The positive resist composition as described in any one of (2) to (4), wherein the repeating unit represented by the general formula (I) is represented by the following general formula (Ia): object.
(6) 一般式(II)で表される繰り返し単位が、下記一般式(II−a)で表されることを特徴とする(2)〜(5)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。 (6) The positive resist composition as described in any one of (2) to (5), wherein the repeating unit represented by the general formula (II) is represented by the following general formula (II-a) object.
一般式(II−a)に於いて、
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
In general formula (II-a):
R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
(7) 連鎖移動剤の存在下でラジカル重合を行うことを特徴とするポジ型レジスト組成物用樹脂(A)の製造方法。 (7) A method for producing a resin for positive resist composition (A), wherein radical polymerization is carried out in the presence of a chain transfer agent.
(8) (1)〜(6)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物により、レジスト膜を形成し、露光、現像する工程を有することを特徴とするパターン形成方法。 (8) A pattern forming method comprising a step of forming a resist film with the positive resist composition according to any one of (1) to (6), exposing and developing the resist film.
以下、更に、本発明の好ましい実施の態様を挙げる。 The preferred embodiments of the present invention will be further described below.
(9) 更に、有機塩基性化合物を含有することを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。 (9) The positive resist composition as described in any one of (1) to (6), further comprising an organic basic compound.
(10) 更に、界面活性剤を含有することを特徴とする上記(1)〜(6)及び(9)いずれかに記載のポジ型レジスト組成物。 (10) The positive resist composition as described in any one of (1) to (6) and (9) above, which further contains a surfactant.
(11) 更に、溶剤を含有することを特徴とする(1)〜(6)、(9)及び(10)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。 (11) The positive resist composition as described in any one of (1) to (6), (9) and (10), further comprising a solvent.
(12) 溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有することを特徴とする(11)に記載のポジ型レジスト組成物。 (12) The positive resist composition as described in (11), which contains propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent.
(13) 溶剤として、更に、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含有することを特徴とする(12)に記載のポジ型レジスト組成物。 (13) The positive resist composition as described in (12), further containing propylene glycol monomethyl ether as a solvent.
(14) (9)〜(13)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物により、レジスト膜を形成し、露光、現像する工程を有することを特徴とするパターン形成方法。 (14) A pattern forming method comprising a step of forming a resist film with the positive resist composition according to any one of (9) to (13), exposing and developing the resist film.
本発明により、現像後の欠陥が少なく、且つ良好なプラズマエッチング耐性を有するパターンを形成し得るポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a positive resist composition capable of forming a pattern having few defects after development and having good plasma etching resistance, and a pattern forming method using the same.
以下、本発明に使用する化合物について詳細に説明する。
尚、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the compounds used in the present invention will be described in detail.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
(A)連鎖移動剤の存在下でラジカル重合することにより得られた樹脂
本発明のポジ型レジスト組成物は、連鎖移動剤の存在下でラジカル重合することにより得られた樹脂(A)を含有する。
樹脂の重量平均分子量は、ラジカル重合時の連鎖移動剤、重合開始剤の使用量および重合温度等などによって調節することができ、たとえば、使用する重合開始剤の量を増減することで重量平均分子量の異なる樹脂を得ることができる。即ち、重合開始剤の量を増やすことで、系中で反応性の高いラジカル活性種の濃度が高くなり、停止反応が進行しやすくなることで重量平均分子量の低い樹脂を得ることが出来る。
しかしながら、このような方法によって樹脂の重量平均分子量を調整すると、特に低分子量樹脂のエッチング耐性が低下する。
停止反応は、ラジカル活性種同士の反応によって起こるが、この停止反応によって形成された化学結合は、通常のラジカル成長反応によって形成された化学結合と比較して化学的/物理的に不安定であり、この停止反応由来の結合が、プラズマエッチング時に乖離することで、ポリマー末端にラジカル活性種が再生され、このラジカル活性種を起点としてポリマーのラジカル分解反応が進行する。
(A) Resin obtained by radical polymerization in the presence of a chain transfer agent The positive resist composition of the present invention contains a resin (A) obtained by radical polymerization in the presence of a chain transfer agent. To do.
The weight average molecular weight of the resin can be adjusted by the chain transfer agent, the amount of polymerization initiator used, the polymerization temperature, etc. during radical polymerization. For example, the weight average molecular weight can be increased or decreased by increasing or decreasing the amount of polymerization initiator used. Different resins can be obtained. That is, by increasing the amount of the polymerization initiator, the concentration of radically active species having high reactivity in the system is increased, and the termination reaction is likely to proceed, whereby a resin having a low weight average molecular weight can be obtained.
However, when the weight average molecular weight of the resin is adjusted by such a method, the etching resistance of the low molecular weight resin is lowered.
The termination reaction occurs by reaction between radical active species, but the chemical bond formed by this termination reaction is chemically / physically unstable compared to the chemical bond formed by normal radical growth reaction. Since the bond derived from this stop reaction is dissociated during plasma etching, radical active species are regenerated at the polymer end, and the radical decomposition reaction of the polymer proceeds from this radical active species as a starting point.
本発明に於いては、連鎖移動剤を用いることで、重合開始剤の量を増やすこと無く樹脂の重量平均分子量を調整することが出来る。その結果、樹脂中に含有される停止反応由来の結合の数は、連鎖移動剤を用いずに製造した樹脂中に含まれる数と比較して少なくすることが出来、その結果、エッチング耐性の低下を抑制することが出来る。
また、重合初期は、比較的低濃度な条件となるため停止反応が進行しにくく、現像欠陥性能にとって好ましくない超高分子量体が発生しやすくなる。しかしながら、連鎖移動剤を用いることで、前記超高分子量体の生成が抑制され、現像欠陥性能も良好となる。
In the present invention, by using a chain transfer agent, the weight average molecular weight of the resin can be adjusted without increasing the amount of the polymerization initiator. As a result, the number of bonds derived from the termination reaction contained in the resin can be reduced compared to the number contained in the resin produced without using a chain transfer agent, resulting in a decrease in etching resistance. Can be suppressed.
In addition, since the polymerization is initially performed at a relatively low concentration, the termination reaction is unlikely to proceed, and an ultra high molecular weight body that is not preferable for development defect performance is likely to be generated. However, by using a chain transfer agent, the formation of the ultra high molecular weight substance is suppressed, and the development defect performance is also improved.
本発明に用いることが出来る連鎖移動剤としては、たとえば、置換基を有していても良い、炭素数1〜20の直鎖、分岐若しくは環状のアルキルチオール化合物、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシル基、ハロゲンなどを有する炭素数6〜20のアリールチオール化合物、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシル基などを有する炭素数6〜20のアリールジスルフィド化合物などを挙げることが出来る。エッチング耐性の観点から、炭素数1〜20の直鎖、分岐若しくは環状のアルキルチオール化合物が、化学的/物理的に安定であるために、より好ましい。
連鎖移動剤としては、具体的には、エタンチオール、1−プロパンチオール、2−プロパンチオール、1−ブタンチオール、1−ペンタンチオール、2−メチル−2−プロパンチオール、1−ヘキサンチオール、1−オクタンチオール、1−デカンチオール、1−ドデカンチオール、p−トルエンチオール、m−トルエンチオール、o−トルエンチオール、ベンゼンチオール、ベンゾイルジスルフィド、ベンジルジスルフィド、ビス(p−ニトロベンゾイル)ジスルフィド、ジメチルチオカルバモイルジスルフィド、メルカプトメチル酢酸エステル、メルカプトエチル酢酸エステルなどを例示することが出来る。
Examples of the chain transfer agent that can be used in the present invention include, for example, a linear, branched or cyclic alkylthiol compound having 1 to 20 carbon atoms and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, which may have a substituent. , An alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, an arylthiol compound having 6 to 20 carbon atoms having halogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the like. Examples thereof include aryl disulfide compounds. From the viewpoint of etching resistance, a linear, branched or cyclic alkylthiol compound having 1 to 20 carbon atoms is more preferable because it is chemically / physically stable.
Specific examples of the chain transfer agent include ethanethiol, 1-propanethiol, 2-propanethiol, 1-butanethiol, 1-pentanethiol, 2-methyl-2-propanethiol, 1-hexanethiol, 1- Octanethiol, 1-decanethiol, 1-dodecanethiol, p-toluenethiol, m-toluenethiol, o-toluenethiol, benzenethiol, benzoyl disulfide, benzyl disulfide, bis (p-nitrobenzoyl) disulfide, dimethylthiocarbamoyl disulfide And mercaptomethyl acetate, mercaptoethyl acetate and the like.
樹脂(A)は、アルカリ現像液に不溶若しくは難溶性で、酸の作用によりアルカリ現像液に可溶となる樹脂であることが好ましく、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)を有する樹脂であることがより好ましい。
アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基が挙げられる。
酸分解性基として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸の作用により脱離する基で置換した基である。
酸の作用により脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
R01〜R02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
本発明においては、酸分解性基は下記一般式(II)で表される繰り返し単位が含有するが、さらに他の繰り返し単位が含有していてもよい。
The resin (A) is preferably a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkali developer and becomes soluble in an alkali developer by the action of an acid. The resin main chain or side chain, or the main chain and side chain It is more preferable that the resin has a group that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”).
Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) Imido group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group A group having
Preferred alkali-soluble groups include carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonic acid groups.
A preferable group as the acid-decomposable group is a group in which the hydrogen atom of these alkali-soluble groups is substituted with a group capable of leaving by the action of an acid.
Examples of the group capable of leaving by the action of an acid include —C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), —C (R 01 ) ( R 02 ) (OR 39 ) and the like.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.
In the present invention, the acid-decomposable group is contained in a repeating unit represented by the following general formula (II), but may be further contained in another repeating unit.
樹脂(A)は、下記一般式(I)で表される繰り返し単位及び下記一般式(II)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。 The resin (A) preferably has a repeating unit represented by the following general formula (I) and a repeating unit represented by the following general formula (II).
一般式(I)及び(II)に於いて、
R1は、各々独立して水素原子又はメチル基を表す。
Aは、酸の作用により脱離する基を表す。
mは、1又は2を表す。
In general formulas (I) and (II):
R 1 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
A represents a group capable of leaving by the action of an acid.
m represents 1 or 2.
一般式(I)で表される繰り返し単位の樹脂(A)における好ましい含有量は、樹脂(A)中のすべての繰り返し単位に対して、5〜75モル%、さらに好ましくは20〜70モル%である。
一般式(I)で表される繰り返し単位を上記範囲で含有することは、基板との接着性と解像度を両立する観点から好ましい。
The content of the repeating unit represented by the general formula (I) in the resin (A) is preferably from 5 to 75 mol%, more preferably from 20 to 70 mol%, based on all the repeating units in the resin (A). It is.
It is preferable that the repeating unit represented by the general formula (I) is contained in the above range from the viewpoint of achieving both the adhesion to the substrate and the resolution.
以下、一般式(I)で表される繰り返し単位の具体的な構造を例示するが、本発明は、これに限定されるものではない。 Hereinafter, although the specific structure of the repeating unit represented by general formula (I) is illustrated, this invention is not limited to this.
一般式(I)で表される繰り返し単位は、下記式(I−a)で表される構造であることが特に好ましい。 The repeating unit represented by the general formula (I) is particularly preferably a structure represented by the following formula (Ia).
一般式(II)に於ける、Aの酸の作用により脱離する基は、炭素数4〜12の炭化水素基であることが好ましく、例えば、−C(R36)(R37)(R38)を挙げることができる。式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aの酸の作用により脱離する基は、t−ブチル基、t−アミル基、1−メチルシクロヘキシル基、2−シクロヘキシル−2−プロピル基であることが好ましく、t−ブチル基で
あることがより好ましい。
Aの酸の作用により脱離する基は、さらに置換基を有していてもよい。更に有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基などを挙げることが出来る。
In general formula (II), the group capable of leaving by the action of an acid A is preferably a hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms, for example, —C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ). In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
The group capable of leaving by the action of the acid A is preferably a t-butyl group, a t-amyl group, a 1-methylcyclohexyl group, or a 2-cyclohexyl-2-propyl group, and more preferably a t-butyl group. More preferred.
The group leaving by the action of the acid of A may further have a substituent. Further, examples of the substituent that may be included include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carbamoyl group, a cyano group, and a nitro group.
一般式(II)で表される繰り返し単位の樹脂(A)における好ましい含有量は、樹脂(A)中のすべての繰り返し単位に対して、5〜50モル%、さらに好ましくは10〜40モル%である。
一般式(II)で表される繰り返し単位の含有量を上記範囲とすることはアルカリ現像液に対する溶解速度とプラズマエッチング耐性を両立する観点から好ましい。
The content of the repeating unit represented by the general formula (II) in the resin (A) is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 10 to 40 mol%, based on all repeating units in the resin (A). It is.
Setting the content of the repeating unit represented by the general formula (II) in the above range is preferable from the viewpoint of achieving both a dissolution rate in an alkaline developer and plasma etching resistance.
以下、一般式(II)で表される繰り返し単位の具体的な構造を例示するが、本発明は、これに限定されるものではない。 Hereinafter, although the specific structure of the repeating unit represented by general formula (II) is illustrated, this invention is not limited to this.
一般式(II)で表される繰り返し単位は、下記式(II−a)で表される構造であることが特に好ましい。 The repeating unit represented by the general formula (II) is particularly preferably a structure represented by the following formula (II-a).
樹脂(A)は、更に、下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有することが出来る。 The resin (A) can further have a repeating unit represented by the following general formula (III).
一般式(III)に於いて、
R1は、水素又はメチル基を表す。
R2は、フェニル基又はシクロヘキシル基を表す。
nは、0〜2の整数を表す。
In general formula (III):
R 1 represents hydrogen or a methyl group.
R 2 represents a phenyl group or a cyclohexyl group.
n represents an integer of 0 to 2.
一般式(III)に於ける、R2のフェニル基、シクロヘキシル基は、更に、置換基を1個以上有していても良い。また、プラズマエッチング耐性の点から、R2としては、フェニル基が好ましい。
フェニル基、シクロヘキシル基が更に有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、シアノ基、ニトロ基などを挙げることが出来る。特に好ましい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基を挙げることができる。
In the general formula (III), the phenyl group and cyclohexyl group of R 2 may further have one or more substituents. From the viewpoint of plasma etching resistance, R 2 is preferably a phenyl group.
Examples of the substituent that the phenyl group and the cyclohexyl group may further include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carbamoyl group, a cyano group, and a nitro group. Particularly preferred substituents include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms.
一般式(III)で表される繰り返し単位の樹脂(A)における好ましい含有量は、樹脂(A)に対して、0〜50モル%、さらに好ましくは5〜40モル%、より好ましくは、10〜35モル%である。
一般式(III)で表される繰り返し単位を上記範囲とすることは、充分なプラズマエッチング耐性および溶解抑止効果による矩形な形状のパターンを得つつ、露光部の充分な溶解性を両立する上で好ましい。
The content of the repeating unit represented by the general formula (III) in the resin (A) is preferably 0 to 50 mol%, more preferably 5 to 40 mol%, more preferably 10 to the resin (A). -35 mol%.
When the repeating unit represented by the general formula (III) is in the above range, it is necessary to obtain sufficient rectangular etching pattern due to sufficient plasma etching resistance and dissolution inhibiting effect, and at the same time sufficient solubility of the exposed area. preferable.
以下、一般式(III)で表される繰り返し単位の具体的な構造を例示するが、本発明は、この限定されるものではない。 Hereinafter, although the specific structure of the repeating unit represented by general formula (III) is illustrated, this invention is not limited to this.
樹脂(A)、連鎖移動剤の存在下でラジカル重合することによって製造することができる。例えば、一般的合成方法としては、樹脂(A)の繰り返し単位に相当するモノマー、連鎖移動剤及び重合開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤に樹脂(A)の繰り返し単位に相当するモノマー、連鎖移動剤及び重合開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。 The resin (A) can be produced by radical polymerization in the presence of a chain transfer agent. For example, as a general synthesis method, a monomer corresponding to the repeating unit of the resin (A), a chain transfer agent, and a polymerization initiator are dissolved in a solvent and heated to perform polymerization by heating. Examples thereof include a dropping polymerization method in which a solution of a monomer corresponding to the repeating unit of A), a chain transfer agent and a polymerization initiator is added dropwise over 1 to 10 hours, and the dropping polymerization method is preferred.
連鎖移動剤の使用量は、モノマーの全モル数に対し、0.1〜50モル%、好ましくは1〜30モル%、特に好ましくは2.5〜10モル%の範囲で好適に使用される。 The chain transfer agent is preferably used in an amount of 0.1 to 50 mol%, preferably 1 to 30 mol%, particularly preferably 2.5 to 10 mol%, based on the total number of moles of monomers. .
重合開始剤は、一般にラジカル発生剤として用いられるものであれば特に限定されないが、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等のアゾ化合物;デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ビス(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、コハク酸パーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物を単独若しくは混合して用いることができる。
重合開始剤の使用量は、連鎖移動剤1モルに対して通常0.1〜120モル%、好ましくは1〜50モル%、より好ましくは10〜30モル%の範囲から選択される。
The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is generally used as a radical generator. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), Azo compounds such as dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid); decanoyl peroxide, lauroyl peroxide , Organic peroxides such as benzoyl peroxide, bis (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, succinic acid peroxide, and t-butylperoxy-2-ethylhexanoate are used singly or in combination. be able to.
The usage-amount of a polymerization initiator is normally selected from the range of 0.1-120 mol% with respect to 1 mol of chain transfer agents, Preferably it is 1-50 mol%, More preferably, it is 10-30 mol%.
反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド
などのアミド溶剤、さらには後述のエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明のポジ型レジスト組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のポジ型レジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。
反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望の樹脂(A)を回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the positive resist composition of this invention like the below-mentioned ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the positive resist composition of the present invention. Thereby, the generation of particles during storage can be suppressed.
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
After the completion of the reaction, the desired resin (A) is recovered by introducing it into a solvent and recovering the powder or solid. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.
樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、解像力、疎密依存性能の観点から5,000以上であることが好ましい。また樹脂(A)自体のアルカリに対する溶解速度、感度、欠陥発生の点から重量平均分子量(Mw)は50,000以下が好ましい。
分散度(Mw/Mn)は、1.0〜3.0であることが好ましく、より好ましくは1.0〜2.5、特に好ましくは、1.0〜2.0である。
The weight average molecular weight (Mw) of the resin (A) is preferably 5,000 or more from the viewpoint of resolution and density-dependent performance. The weight average molecular weight (Mw) is preferably 50,000 or less from the viewpoint of the dissolution rate of the resin (A) itself in alkali, sensitivity, and defect generation.
The dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 3.0, more preferably 1.0 to 2.5, and particularly preferably 1.0 to 2.0.
本発明のポジ型レジスト組成物において、樹脂(A)の組成物全体中の配合量は、全固形分中60〜99質量%が好ましく、より好ましくは80〜98質量%である。
また、本発明において、樹脂(A)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the positive resist composition of the present invention, the blending amount of the resin (A) in the entire composition is preferably 60 to 99% by mass, more preferably 80 to 98% by mass in the total solid content.
In the present invention, the resin (A) may be used alone or in combination.
以下に樹脂(A)の構造を例示するが、本発明は、これらに限定されるものではない。 Although the structure of resin (A) is illustrated below, this invention is not limited to these.
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有する。
酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。
また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号、
独国特許第3914407号、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号等に記載の化合物を用いることができる。
さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。
(B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation The positive resist composition of the present invention contains a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation (hereinafter also referred to as “acid generator”). To do.
As an acid generator, photo-initiator of photocation polymerization, photo-initiator of photo-radical polymerization, photo-decoloring agent of dyes, photo-discoloring agent, or irradiation with actinic ray or radiation used for micro-resist etc. Known compounds that generate acids and mixtures thereof can be appropriately selected and used.
Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.
Further, a group that generates an acid upon irradiation with these actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, such as US Pat. No. 3,849,137,
German Patent No. 3914407, JP-A-63-26653, JP-A-55-164824, JP-A-62-69263, JP-A-63-146038, JP-A-63-163452, JP-A-63-163452. The compounds described in JP-A-62-153853 and JP-A-63-146029 can be used.
Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。 Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII) can be exemplified.
一般式(ZI)に於いて、
R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。
X-は、非求核性アニオンを表す。
In general formula (ZI),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
X − represents a non-nucleophilic anion.
X-の非求核性アニオンとして、好ましくは、スルホン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF4 −、PF6 −、SbF6 −などが挙げられ、好ましくは炭素原子を有する有機アニオンである。 Preferred examples of the non-nucleophilic anion for X − include a sulfonate anion, a bis (alkylsulfonyl) amide anion, a tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4 − , PF 6 − , SbF 6 − and the like. It is an organic anion having a carbon atom.
好ましい有機アニオンとしては、下一般式(AN1)〜(AN3)に示す有機アニオンが挙げられる。 Preferable organic anions include organic anions represented by the following general formulas (AN1) to (AN3).
一般式(AN1)〜(AN3)中、
Rc1〜Rc3は、それぞれ独立に、有機基を表す。
In general formulas (AN1) to (AN3),
Rc 1 to Rc 3 each independently represents an organic group.
一般式(AN1)〜(AN3)、Rc1〜Rc3における有機基として、炭素数1〜30のものがあげられ、好ましくは置換していてもよいアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。さらにはほかの結合しているアルキル基、アリール基と環構造を形成してもよい。Rd1は、水素原子、アルキル基を表し、結合しているアルキル基、アリール基と環構造を形成してもよい。
Rc1〜Rc3の有機基として、1位がフッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたフェニル基が好ましい。フッ素原子またはフロロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。Rc1において炭素原子を5個以上有する時、少なくとも1つの炭素原子は水素原子が全てフッ素原子で置換されているのではなく水素原子が残されていることが好ましく、水素原子の数がフッ素原子より多いことがより好ましい。炭素数5以上のパーフロロアルキル基を有さないことにより生態への毒性が軽減する。
Formula (AN1) ~ (AN3), the organic group in Rc 1 to Rc 3, may be mentioned those having 1 to 30 carbon atoms, preferably an alkyl group which may be substituted, an aryl group or a plurality of these, , A single bond, —O—, —CO 2 —, —S—, —SO 3 —, —SO 2 N (Rd 1 ) — and the like. Further, it may form a ring structure with another bonded alkyl group or aryl group. Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and may form a ring structure with the bonded alkyl group or aryl group.
The organic group of Rc 1 to Rc 3 is preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. When Rc 1 has 5 or more carbon atoms, it is preferable that at least one carbon atom is not all hydrogen atoms replaced by fluorine atoms but hydrogen atoms are left, and the number of hydrogen atoms is fluorine atoms. More is more preferable. By not having a perfluoroalkyl group having 5 or more carbon atoms, ecotoxicity is reduced.
前記一般式(ZI)に於ける、R201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
R201〜R203のうちの2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
In the general formula (ZI), the organic group as R 201 , R 202 and R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
Two members out of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
R201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)及び(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。 Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described later.
尚、一般式(Z1)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。 In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (Z1) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (ZI) is, at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (ZI) It may be a compound.
更に好ましい(Z1)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)及び(ZI−3)を挙げることができる。 Further preferred examples of the component (Z1) include compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described below.
化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基、シクロアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物等を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基などのアリール基、インドール残基、ピロール残基、などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているシクロアルキル基は、炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
R201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては、炭素数1〜12の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、
分岐又は環状のアルコキシ基であり、より好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
The compound (ZI-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group, and the rest may be an alkyl group or a cycloalkyl group.
Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, aryldicycloalkylsulfonium compounds, and the like.
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, more preferably a phenyl group or an indole residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec- Examples thereof include a butyl group and a t-butyl group.
The cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.
Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, linear chains having 1 to 12 carbon atoms,
A branched or cyclic alkoxy group, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.
次に、化合物(ZI−2)について説明する。
化合物(ZI−2)は、一般式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を有する芳香族環も包含するものである。
R201〜R203としての芳香環を有さない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。
R201〜R203は、各々独立に、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、特に好ましくは直鎖、分岐2−オキソアルキル基である。
Next, the compound (ZI-2) will be described.
The compound (ZI-2) is, R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently is a compound when it represents an organic group having no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring having a hetero atom.
The aromatic ring-free organic group as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear, branched, cyclic 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, particularly A linear or branched 2-oxoalkyl group is preferred.
R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖若しくは分岐状2−オキソアルキル基、アルコキシメチル基であることがより好ましい。
R201〜R203としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
R201〜R203としての2−オキソアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
R201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。
R201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, may be either branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl group, Butyl group, pentyl group). The alkyl group as R 201 to R 203 is a straight-chain or branched 2-oxoalkyl group, more preferably an alkoxymethyl group.
The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).
The 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched or cyclic, and preferably a group having> C═O at the 2-position of the above alkyl group or cycloalkyl group Can be mentioned.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203, preferably may be mentioned alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.
化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−3)で表される化合物であり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。 The compound (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.
一般式(ZI−3)に於いて、
R1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表す。
R6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。
R1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
X-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於ける、X-と同様のものである。
In general formula (ZI-3),
R 1 c to R 5 c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
R 6 c and R 7 c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group.
R 1 c to R 7 Any two or more of c, and Rx and Ry may combine with each other to form a ring structure, the ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond May be included. R 1 c to R 7 Any two or more of c, and as the group Rx and Ry are formed by combined include a butylene group and a pentylene group.
X − represents a non-nucleophilic anion and is the same as X − in the general formula (ZI).
R1c〜R7cとしてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20個のアルキル基、好ましくは炭素数1〜12個の直鎖及び分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)を挙げることができる。
R1c〜R7cとしてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜8個のシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることができる。
R1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。
好ましくはR1c〜R5cのうちいずれかが、直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐、環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1c〜R5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。
The alkyl group as R 1 c to R 7 c may be either linear or branched, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a linear chain having 1 to 12 carbon atoms and A branched alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, a linear or branched pentyl group) can be exemplified.
Preferable examples of the cycloalkyl group as R 1 c to R 7 c include a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group).
The alkoxy group as R 1 c to R 5 c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched chain having 1 to 5 carbon atoms. Alkoxy groups (for example, methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), cyclic alkoxy groups having 3 to 8 carbon atoms (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyl) Oxy group).
Preferably any of R 1 c to R 5 c is a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group or a linear, branched or cyclic alkoxy group, more preferably the R 1 c to R 5 c atoms The sum of the numbers is 2-15. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.
Rx及びRyとしてのアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのアルキル基は、直鎖若しくは分岐状2−オキソアルキル基、アルコキシメチル基であることがより好ましい。
Rx及びRyとしてのシクロアルキル基は、R1c〜R7cとしてのシクロアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基であることがより好ましい。
直鎖状、分岐状、環状2−オキソアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cとしてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
Rx、Ryは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基である。
The alkyl group as Rx and Ry, there can be mentioned the same alkyl groups as R 1 c~R 7 c. The alkyl group as Rx and Ry is more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group or an alkoxymethyl group.
The cycloalkyl group as Rx and Ry may be the same as the cycloalkyl group of R 1 c~R 7 c. The cycloalkyl group as Rx and Ry is more preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.
Examples of the linear, branched, or cyclic 2-oxoalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group or cycloalkyl group as R 1 c to R 7 c.
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group may be the same as the alkoxy group as R 1 c~R 5 c.
Rx and Ry are preferably alkyl groups having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more.
前記一般式(ZII)、(ZIII)中、
R204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
R204〜R207のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
R204〜R207としてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。
R204〜R207としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
R204〜R207は、置換基を有していてもよい。R204〜R207が有していてもよい置換基
としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
X-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
In the general formulas (ZII) and (ZIII),
R 204 to R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
The aryl group of R 204 to R 207, a phenyl group, a naphthyl group, more preferably a phenyl group.
The alkyl group as R 204 to R 207 may be linear, it may be either branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group).
The cycloalkyl group as R 204 to R 207 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).
R 204 to R 207 may have a substituent. The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., 6 carbon atoms 15), alkoxy groups (for example, having 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like.
X − represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as X − in formula (ZI).
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、更に、下記一般式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。 Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI) can be further exemplified.
一般式(ZIV)〜(ZVI)中、
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
R208は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
R209及びR210は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は電子吸引性基を表す。R209として、好ましくは、アリール基である。R210として、好ましくは、電子吸引性基であり、より好ましくは、シアノ基又はフロロアルキル基である。
Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
In general formulas (ZIV) to (ZVI),
Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.
R 208 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
R 209 and R 210 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an electron-withdrawing group. R 209 is preferably an aryl group. R 210 is preferably an electron-withdrawing group, and more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.
A represents an alkylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group or an arylene group.
酸発生剤の具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。 Specific examples of the acid generator are shown below, but are not limited thereto.
酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組みあわせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。
酸発生剤の組成物中の含量は、ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms other than hydrogen atoms by two or more.
The content of the acid generator in the composition is preferably from 0.1 to 20% by mass, more preferably from 0.5 to 10% by mass, and even more preferably from 1 to 20% by mass, based on the total solid content of the positive resist composition. 7% by mass.
有機塩基性化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、有機塩基性化合物を含有することが好ましい。有機塩基性化合物は、好ましくはフェノールよりも塩基性の強い化合物である。有機塩基性化合物の分子量は、通常100〜900、好ましくは150〜800、より好ましくは200〜700である。また、特に含窒素塩基性化合物が好ましい。
好ましい含窒素塩基性化合物は、好ましい化学的環境として、下記式(CI)〜(CV)の構造を有する化合物である。式(CII)〜(CV)は、環構造の一部であってもよい。
Organic Basic Compound The positive resist composition of the present invention preferably contains an organic basic compound. The organic basic compound is preferably a compound that is more basic than phenol. The molecular weight of the organic basic compound is usually 100 to 900, preferably 150 to 800, and more preferably 200 to 700. Further, nitrogen-containing basic compounds are particularly preferable.
Preferred nitrogen-containing basic compounds are compounds having structures of the following formulas (CI) to (CV) as a preferred chemical environment. Formulas (CII) to (CV) may be part of a ring structure.
ここで、R250、R251及びR252は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜20)を表し、R251とR252は、互いに結合して環を形成してもよい。 Here, R 250 , R 251 and R 252 may be the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group. (Preferably having 6 to 20 carbon atoms), and R 251 and R 252 may combine with each other to form a ring.
上記アルキル基は、無置換であっても置換基を有するものであってもよく、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜6のアミノアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基が好ましい。 The alkyl group may be unsubstituted or have a substituent. Examples of the alkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Is preferred.
R253、R254、R255及びR256は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜6個のアルキル基を表す。 R 253 , R 254 , R 255 and R 256 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
更に好ましい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。 Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms of different chemical environments in one molecule, and particularly preferably both a substituted or unsubstituted amino group and a ring structure containing a nitrogen atom. Or a compound having an alkylamino group.
更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物から選ばれる少なくとも1種類の含窒素化合物を挙げることができる。 Further, at least one nitrogen-containing compound selected from an amine compound having a phenoxy group, an ammonium salt compound having a phenoxy group, an amine compound having a sulfonic acid ester group, and an ammonium salt compound having a sulfonic acid ester group can be exemplified. .
アミン化合物は、1級、2級、3級のアミン化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアミン化合物が好ましい。アミン化合物は、3級アミン化合物であることがより好ましい。アミン化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。アミン化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。 As the amine compound, a primary, secondary or tertiary amine compound can be used, and an amine compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. The amine compound is more preferably a tertiary amine compound. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the amine compound has an cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms). Preferably C6-C12) may be bonded to a nitrogen atom. The amine compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.
アンモニウム塩化合物は、1級、2級、3級、4級のアンモニウム塩化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアンモニウム塩化合物が好ましい。アンモニウム塩化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。アンモニウム塩化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ
以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。 アンモニウム塩化合物のアニオンとしては、ハロゲン原子、スルホネート、ボレート、フォスフェート等が挙げられるが、中でもハロゲン原子、スルホネートが好ましい。ハロゲン原子としてはクロライド、ブロマイド、アイオダイドが特に好ましく、スルホネートとしては、炭素数1〜20の有機スルホネートが特に好ましい。有機スルホネートとしては、炭素数1〜20のアルキルスルホネート、アリールスルホネートが挙げられる。アルキルスルホネートのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては例えばフッ素、塩素、臭素、アルコキシ基、アシル基、アリール基等が挙げられる。アルキルスルホネートとして、具体的にはメタンスルホネート、エタンスルホネート、ブタンスルホネート、ヘキサンスルホネート、オクタンスルホネート、ベンジルスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。アリールスルホネートのアリール基としてはベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられる。ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環は置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基が好ましい。直鎖若しくは分岐アルキル基、シクロアルキル基として、具体的にはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル等が挙げられる。他の置換基としては炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ、ニトロ、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。
As the ammonium salt compound, a primary, secondary, tertiary, or quaternary ammonium salt compound can be used, and an ammonium salt compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the ammonium salt compound has a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group in addition to the alkyl group. (Preferably having 6 to 12 carbon atoms) may be bonded to a nitrogen atom. The ammonium salt compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group. Examples of the anion of the ammonium salt compound include halogen atoms, sulfonates, borates, and phosphates. Among them, halogen atoms and sulfonates are preferable. As the halogen atom, chloride, bromide, and iodide are particularly preferable. As the sulfonate, an organic sulfonate having 1 to 20 carbon atoms is particularly preferable. Examples of the organic sulfonate include alkyl sulfonates having 1 to 20 carbon atoms and aryl sulfonates. The alkyl group of the alkyl sulfonate may have a substituent, and examples of the substituent include fluorine, chlorine, bromine, alkoxy groups, acyl groups, and aryl groups. Specific examples of the alkyl sulfonate include methane sulfonate, ethane sulfonate, butane sulfonate, hexane sulfonate, octane sulfonate, benzyl sulfonate, trifluoromethane sulfonate, pentafluoroethane sulfonate, and nonafluorobutane sulfonate. Examples of the aryl group of the aryl sulfonate include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring. The benzene ring, naphthalene ring and anthracene ring may have a substituent, and the substituent is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of the linear or branched alkyl group and cycloalkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-hexyl, cyclohexyl and the like. Examples of the other substituent include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, cyano, nitro, an acyl group, and an acyloxy group.
フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物とは、アミン化合物又はアンモニウム塩化合物のアルキル基の窒素原子と反対側の末端にフェノキシ基を有するものである。フェノキシ基は、置換基を有していてもよい。フェノキシ基の置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アリール基、アラルキル基、アシロキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。置換基の置換位は、2〜6位のいずれであってもよい。置換基の数は、1〜5の範囲で何れであってもよい。 The amine compound having a phenoxy group and the ammonium salt compound having a phenoxy group are those having a phenoxy group at the terminal opposite to the nitrogen atom of the alkyl group of the amine compound or ammonium salt compound. The phenoxy group may have a substituent. Examples of the substituent of the phenoxy group include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, a sulfonic acid ester group, an aryl group, an aralkyl group, an acyloxy group, and an aryloxy group. Etc. The substitution position of the substituent may be any of the 2-6 positions. The number of substituents may be any in the range of 1 to 5.
フェノキシ基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン基を有することが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。 It is preferable to have at least one oxyalkylene group between the phenoxy group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.
スルホン酸エステル基を有するアミン化合物、スルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物に於ける、スルホン酸エステル基としては、アルキルスルホン酸エステル、シクロアルキル基スルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステルのいずれであっても良く、アルキルスルホン酸エステルの場合に、アルキル基は、炭素数1〜20、シクロアルキルスルホン酸エステルの場合に、シクロアルキル基は、炭素数3〜20、アリールスルホン酸エステルの場合に、アリール基は、炭素数6〜12が好ましい。アルキルスルホン酸エステル、シクロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステルは、置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基が好ましい。 In the amine compound having a sulfonic acid ester group and the ammonium salt compound having a sulfonic acid ester group, the sulfonic acid ester group may be any of alkyl sulfonic acid ester, cycloalkyl group sulfonic acid ester, and aryl sulfonic acid ester. In the case of an alkyl sulfonic acid ester, the alkyl group has 1 to 20 carbon atoms, and in the case of a cycloalkyl sulfonic acid ester, the cycloalkyl group has 3 to 20 carbon atoms in the case of an aryl sulfonic acid ester. The group preferably has 6 to 12 carbon atoms. The alkyl sulfonic acid ester, cycloalkyl sulfonic acid ester, and aryl sulfonic acid ester may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, a sulfone group. Acid ester groups are preferred.
スルホン酸エステル基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン基を有することが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CH2CH2O−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。 It is preferable to have at least one oxyalkylene group between the sulfonate group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.
好ましい有機塩基性化合物としては、グアニジン、アミノピリジン、アミノアルキルピリジン、アミノピロリジン、インダゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、プリン、イミダゾリン、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルフォリン、アミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。これらは置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基などが挙げられる。 Preferred organic basic compounds include guanidine, aminopyridine, aminoalkylpyridine, aminopyrrolidine, indazole, imidazole, pyrazole, pyrazine, pyrimidine, purine, imidazoline, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine and the like. . These may have a substituent, and preferred substituents include amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl Group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group and the like.
特に好ましい有機塩基性化合物として、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3,−テトラメチルグアニジン、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、N−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエチル)モルフォリンなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。 Particularly preferred organic basic compounds include guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, imidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, N-methylimidazole, 2-phenyl. Imidazole, 4,5-diphenylimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine 2- (aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine 4-aminoethylpyridine, 3-aminopi Lysine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-imino Piperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl) -5-methyl Examples include, but are not limited to, pyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine. Is not to be done.
また、テトラアルキルアンモニウム塩型の含窒素塩基性化合物も用いることができる。これらの中では、特に炭素数1〜8のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ-(n-ブチル)アンモニウムヒドロキシド等)が好ましい。これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。 A tetraalkylammonium salt type nitrogen-containing basic compound can also be used. Of these, tetraalkylammonium hydroxide having 1 to 8 carbon atoms (tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra- (n-butyl) ammonium hydroxide, etc.) is particularly preferable. These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more.
酸発生剤と有機塩基性化合物の組成物中の使用割合は、有機塩基性化合物/酸発生剤(モル比)=0.01〜10であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が10以下が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から0.01以上が好ましい。有機塩基性化合物/酸発生剤(モル比)は、より好ましくは0.05〜5、更に好ましくは0.1〜3である。 The use ratio of the acid generator and the organic basic compound in the composition is preferably organic basic compound / acid generator (molar ratio) = 0.01-10. That is, the molar ratio is preferably 10 or less from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 0.01 or more from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment. The organic basic compound / acid generator (molar ratio) is more preferably 0.05 to 5, and still more preferably 0.1 to 3.
界面活性剤
本発明においては、界面活性剤類を用いることができ、製膜性、パターンの密着性、現像欠陥低減等の観点から好ましい。
Surfactant In the present invention, surfactants can be used, which are preferable from the viewpoints of film forming property, pattern adhesion, development defect reduction, and the like.
界面活性剤の具体的としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリ
ステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップEF301,EF303,EF352(新秋田化成(株)製)、メガファックF171,F173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラ−ドFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロンS−382,SC101,SC102,SC103,SC104,SC105,SC106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)やアクリル酸系もしくはメタクリル酸系(共)重合ポリフローNo.75,No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)等を挙げることができる。
Specific examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as nonylphenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Sorbitan fatty acid esters such as rate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as bitane monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, Ftop EF301, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florad FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troysol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), etc. Hexane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co.) and acrylic or methacrylic acid-based (co) polymer Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.).
界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
これらの界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同 5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
As the surfactant, any one of fluorine-based and / or silicon-based surfactants (fluorine-based surfactant and silicon-based surfactant, surfactant containing both fluorine atom and silicon atom), or two kinds of surfactants It is preferable to contain the above.
As these surfactants, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, JP-A-63-34540 No. 7, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, JP-A 2002-277862, US Pat. No. 5,405,720. No. 5,360,692, No. 5,529,881, No. 5,296,330, No. 5,543,098, No. 5,576,143, No. 5,294,511, No. 5,824,451. The following commercially available surfactants can also be used as they are.
Examples of commercially available surfactants that can be used include EFTOP EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430 and 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, and R08. (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.), etc. Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.
また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。 In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)基など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。 As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block linked body) or a poly (block linked body of oxyethylene and oxypropylene) group, may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).
例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることができる。さらに、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C8F17基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C8F17基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、などを挙げることができる。 Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C 6 F 13 group and (poly (oxy) (Ethylene)) acrylate (or methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) copolymer, acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate having C 8 F 17 groups (or Copolymer of acrylate (or methacrylate), (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate), and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate) having a C 8 F 17 group Coalesce, etc. Can.
界面活性剤の使用量は、ポジ型レジスト組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。
界面活性剤は、単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。
The amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the positive resist composition (excluding the solvent).
The surfactant may be added singly or in several combinations.
溶剤
本発明のポジ型レジスト組成物は、上記各成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。全レジスト成分の固形分濃度として、通常2〜30質量%とすることが好ましく、3〜25質量%がより好ましい。
ここで使用する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用しても良い。
溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有することが好ましい。また、さらに、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含有することがより好ましい。
Solvent The positive resist composition of the present invention is dissolved in a solvent that dissolves each of the above components and coated on a support. The solid content concentration of all resist components is usually preferably 2 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass.
Solvents used here include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethyl Formamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable. Or as a mixture thereof may be used.
As a solvent, it is preferable to contain propylene glycol monomethyl ether acetate. Furthermore, it is more preferable to contain propylene glycol monomethyl ether.
その他添加剤
本発明のポジ型レジスト組成物には必要に応じて、さらに、光塩基発生剤などを含有させることができる。
Other Additives The positive resist composition of the present invention can further contain a photobase generator, if necessary.
光塩基発生剤
本発明のポジ型レジスト組成物に添加できる光塩基発生剤としては、特開平4−151156号、同4−162040号、同5−197148号、同5−5995号、同6−194834号、同8−146608号、同10−83079号、欧州特許622682号に記載の化合物が挙げられ、具体的には、2−ニトロベンジルカルバメート、2,5−ジニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、N−シクロヘキシル−4−メチルフェニルスルホンアミド、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル−N−イソプロピルカーバメート等が好適に用いることができる。これらの光塩基発生剤は、レジスト形状などの改善を目的とし添加される。
Photobase generator As photobase generators that can be added to the positive resist composition of the present invention, JP-A-4-151156, JP-A-4-162040, JP-A-5-197148, JP-A-5-5995, JP-A-6-59 Examples include compounds described in 194634, 8-146608, 10-83079, and European Patent 622682, specifically, 2-nitrobenzyl carbamate, 2,5-dinitrobenzyl cyclohexyl carbamate, N-cyclohexyl. -4-Methylphenylsulfonamide, 1,1-dimethyl-2-phenylethyl-N-isopropylcarbamate and the like can be preferably used. These photobase generators are added for the purpose of improving the resist shape and the like.
カルボン酸発生剤
活性光線又は放射線の照射により、カルボン酸を発生する化合物(以下、「カルボン酸発生剤」ともいう)を使用してもよい。
カルボン酸発生剤としては下記一般式(E)で表される化合物が好ましい。
Carboxylic Acid Generator A compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter also referred to as “carboxylic acid generator”) may be used.
The carboxylic acid generator is preferably a compound represented by the following general formula (E).
一般式(E)中、R21〜R23は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、R24は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、Zは、イオウ原子又はヨウ素原子を表す。Zがイオウ原子である場合、pは1であり、ヨウ素原子である場合、pは0である。 In the general formula (E), R 21 to R 23 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or Represents an aryl group, and Z represents a sulfur atom or an iodine atom. When Z is a sulfur atom, p is 1, and when Z is an iodine atom, p is 0.
一般式(E)において、R21〜R23は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基が有してもよい置換基の例としては、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、アリール基(フェニル基、ナフチル基等)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。
アリール基が有してもよい置換基の例としては、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子、フッ素原子等)、ニトロ基、シアノ基、アルキル基(メチル基、エチル基、t-ブチル基、t-アミル基、オクチル基等)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。
R21〜R23は、各々独立に、好ましくは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基又は炭素数6〜24のアリール基であり、より好ましくは、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基、素数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは炭素数6〜15のアリール基である。これらの基は各々置換基を有していてもよい。
In the general formula (E), R 21 to R 23 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and these groups may have a substituent.
Examples of the substituent that the alkyl group, cycloalkyl group or alkenyl group may have include a halogen atom (a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, etc.), an aryl group (a phenyl group, a naphthyl group, etc.), a hydroxy group, An alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, butoxy group, etc.) etc. can be mentioned.
Examples of the substituent that the aryl group may have include a halogen atom (chlorine atom, bromine atom, fluorine atom, etc.), nitro group, cyano group, alkyl group (methyl group, ethyl group, t-butyl group, t -Amyl group, octyl group, etc.), hydroxy group, alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, butoxy group, etc.) and the like.
R 21 to R 23 are preferably each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 24 carbon atoms. And more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, and particularly preferably an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Each of these groups may have a substituent.
R24は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基又はアリール基を表す。
アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基が有してもよい置換基の例としては、上記R21がアルキル基である場合の置換基の例として挙げたものと同じものが挙げられる。アリール基の置換基の例としては、上記R21がアリール基である場合の置換基の例として挙げたものと同じものが挙げられる。
R24は、好ましくは、水素原子、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数6〜24のアリール基であり、より好ましくは、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18のシクロアルキル基、炭素数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数6〜15のアリール基である。これらの基は、各々置換基を有していてもよい。
R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group.
Examples of the substituent that the alkyl group, cycloalkyl group, and alkenyl group may have are the same as those described as examples of the substituent when R 21 is an alkyl group. Examples of the substituent for the aryl group, the R 21 may be the same as those mentioned as examples of the substituent when it is an aryl group.
R 24 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 24 carbon atoms, and more Preferably, they are a C1-C18 alkyl group, a C3-C18 cycloalkyl group, and a C6-C18 aryl group, Most preferably, a C1-C12 alkyl group, C3-C3 A cycloalkyl group having 12 carbon atoms and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Each of these groups may have a substituent.
尚、式(E)のカチオン部の2つ以上が、単結合又は連結基(例えば、−S−、−O−など)により結合し、式(E)のカチオン部を複数有するカチオン構造を形成してもよい。 Two or more of the cation moieties of formula (E) are bonded by a single bond or a linking group (for example, -S-, -O-, etc.) to form a cation structure having a plurality of cation moieties of formula (E). May be.
カルボン酸発生剤の、本発明のポジ型レジスト組成物中の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0〜10質量%が好ましく、より好ましくは0〜5質量%、特に好ましく
は0〜3質量%である。またこれらの活性光線又は放射線の照射によりカルボン酸を発生する化合物は1種類を用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
The content of the carboxylic acid generator in the positive resist composition of the present invention is preferably 0 to 10% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, particularly preferably based on the total solid content of the composition. It is 0-3 mass%. In addition, these compounds that generate carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation may be used alone or in combination of two or more.
酸化防止剤
本発明のレジスト組成物は酸化防止剤を含有することができる。
酸化防止剤とは、有機材料が酸素の存在下で酸化されることを防ぐためのものである。
Antioxidant The resist composition of the present invention may contain an antioxidant.
The antioxidant is for preventing the organic material from being oxidized in the presence of oxygen.
酸化防止剤としては、一般に使用されているプラスチック等の酸化防止に効果があるものであれば特に限定するものではなく、例えば、フェノール系酸化防止剤、有機酸誘導体からなる酸化防止剤、硫黄含有酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、アミン− アルデヒド縮合物からなる酸化防止剤、アミン− ケトン縮合物からなる酸化防止剤等があげられる。なお、これらの酸化防止剤のうち、レジストの機能を低下させずに本発明の効果を発現させるためには、酸化防止剤としてフェノール系酸化防止剤、有機酸誘導体からなる酸化防止剤を用いることが好ましい。 The antioxidant is not particularly limited as long as it is effective in preventing the oxidation of commonly used plastics, for example, a phenolic antioxidant, an antioxidant made of an organic acid derivative, and a sulfur-containing agent. Examples thereof include antioxidants, amine-based antioxidants, antioxidants composed of amine-aldehyde condensates, and antioxidants composed of amine-ketone condensates. Of these antioxidants, phenol antioxidants and antioxidants composed of organic acid derivatives are used as antioxidants in order to exhibit the effects of the present invention without reducing the function of the resist. Is preferred.
ここに、フェノール系酸化防止剤としては、置換フェノール類、例えば、1−オキシ−3−メチル−4−イソプロピルベンゼン、2,6−ジ−第三−ブチルフェノール、2,6−ジ−第三−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−第三−ブチル−4−メチルフェノール、4−ヒドロキシメチル−2,6−ジ−第三−ブチルフェノール、ブチル−ヒドロキシアニソール、2−(1−メチルシクロヘキシル)−4,6−ジメチルフェノール、2,4−ジメチル−6−第三−ブチルフェノール、2−メチル−4,6−ジノニルフェノール、2,6−ジ−第三−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾール、6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−第三−ブチル−アニリノ)2,4−ビス・オクチル−チオ−1,3,5−トリアジン、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−第三−ブチル−フェニル)プロピオネート、オクチル化フェノール、アラルキル置換フェノール類、アルキル化−p−クレゾール、ヒンダード・フェノール等があげられ、ビス,トリス,ポリフェノール類、例えば、4,4’−ジヒドロキシ−ジフェニル、メチレン−ビス(ジメチル−4,6−フェノール) 、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−第三−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン− ビス−(4−メチル−6−シクロヘキシル−フェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−第三−ブチルフェノール)、4,4’−メチレン− ビス−(2,6−ジ−第三−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(6−アルファメチル−ベンジル−p−クレゾール)、メチレン架橋した多価アルキルフェノール、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−第三−ブチルフェノール)、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサン、2,2’−ジヒドロキシ−3,3’−ジ−(α−メチルシクロヘキシル)−5,5’−ジメチル−ジフェニルメタン、アルキル化ビスフェノール、ヒンダード−ビスフェノール、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ第三−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス−(2−メチル4−ヒドロキシ−5−第三−ブチルフェニル)ブタン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−第三−ブチル−4’− ヒドロキシフェニル) プロピオネート] メタン等があげられる。 Here, as the phenolic antioxidant, substituted phenols such as 1-oxy-3-methyl-4-isopropylbenzene, 2,6-di-tert-butylphenol, 2,6-di-tert- Butyl-4-ethylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 4-hydroxymethyl-2,6-di-tert-butylphenol, butyl-hydroxyanisole, 2- (1-methyl (Cyclohexyl) -4,6-dimethylphenol, 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 2-methyl-4,6-dinonylphenol, 2,6-di-tert-butyl-α-dimethylamino- p-cresol, 6- (4-hydroxy-3,5-di-tert-butyl-anilino) 2,4-bisoctyl-thio-1,3,5-triazine, n-octyl Decyl-3- (4′-hydroxy-3 ′, 5′-di-tert-butyl-phenyl) propionate, octylated phenol, aralkyl-substituted phenols, alkylated p-cresol, hindered phenol, etc. Bis, tris, polyphenols such as 4,4′-dihydroxy-diphenyl, methylene-bis (dimethyl-4,6-phenol), 2,2′-methylene-bis- (4-methyl-6-third) -Butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-cyclohexyl-phenol), 2,2'-methylene-bis- (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4 '-Methylene-bis- (2,6-di-tert-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (6-alphamethyl-benzyl- p-cresol), methylene bridged polyhydric alkylphenol, 4,4′-butylidenebis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) -cyclohexane, 2,2 '-Dihydroxy-3,3'-di- (α-methylcyclohexyl) -5,5'-dimethyl-diphenylmethane, alkylated bisphenol, hindered bisphenol, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-ditert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5 '-Di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] and the like.
本発明で用いる酸化防止剤の好ましい具体例としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、4−ヒドロキシメチル−2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、ブチルヒドロキシアニソール、t−ブチルヒドロキノン、2,4,5−トリヒドロキシブチロフェノン、ノルジヒドログアヤレチック酸、没食子酸プロピル、没食子酸オクチル、没食子酸ラウリル、クエン酸イソプロピルなどが挙げられる。これらのうち2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、4−ヒドロキシメチル−2,6−ジ−t−ブチルフェノール、ブチルヒドロキシアニソール、t−ブチルヒドロキノンが好ましく、さらに2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールまたは4−ヒドロキシメチル−2,6−ジ−t−ブチルフェノールがより好ましい。 Preferable specific examples of the antioxidant used in the present invention include 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 4-hydroxymethyl-2,6-di-t-butylphenol, and 2,2′-methylenebis. (4-methyl-6-t-butylphenol), butylhydroxyanisole, t-butylhydroquinone, 2,4,5-trihydroxybutyrophenone, nordihydroguaiaretic acid, propyl gallate, octyl gallate, lauryl gallate, And isopropyl citrate. Of these, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 4-hydroxymethyl-2,6-di-t-butylphenol, butylhydroxyanisole, and t-butylhydroquinone are preferred, and 2,6-diethyl is further preferred. -T-Butyl-4-methylphenol or 4-hydroxymethyl-2,6-di-t-butylphenol is more preferred.
酸化防止剤の含有量は、ポジ型レジスト組成物中に1ppm以上であることが好ましく、5ppm以上であることが更により好ましく、10ppm以上であることが更により好ましく、50ppm以上であることが更により好ましく、100ppm以上であることが更により好ましく、100〜10000ppmであることが特に好ましい。また、複数の酸化防止剤を混合して使用しても良い。 The content of the antioxidant is preferably 1 ppm or more in the positive resist composition, more preferably 5 ppm or more, still more preferably 10 ppm or more, and further preferably 50 ppm or more. More preferably 100 ppm or more, and particularly preferably 100 to 10,000 ppm. A plurality of antioxidants may be mixed and used.
製膜
本発明のポジ型レジスト組成物は、基板上に塗布され、薄膜を形成する。この塗布膜の膜厚は、0.05〜4.0μmが好ましい。
Film Formation The positive resist composition of the present invention is applied onto a substrate to form a thin film. The thickness of this coating film is preferably 0.05 to 4.0 μm.
レジストの下層に反射防止膜を設けてもよい。反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。前者は膜形成に真空蒸着装置、CVD装置、スパッタリング装置等の設備を必要とする。有機反射防止膜としては、例えば特公平7−69611号記載のジフェニルアミン誘導体とホルムアルデヒド変性メラミン樹脂との縮合体、アルカリ可溶性樹脂、吸光剤からなるものや、米国特許5294680号記載の無水マレイン酸共重合体とジアミン型吸光剤の反応物、特開平6−118631号記載の樹脂バインダーとメチロールメラミン系熱架橋剤を含有するもの、特開平6−118656号記載のカルボン酸基とエポキシ基と吸光基を同一分子内に有するアクリル樹脂型反射防止膜、特開平8−87115号記載のメチロールメラミンとベンゾフェノン系吸光剤からなるもの、特開平8−179509号記載のポリビニルアルコール樹脂に低分子吸光剤を添加したもの等が挙げられる。
また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。
また、必要に応じて、レジストの上層に反射防止膜を用いることが出来る。
反射防止膜としては、たとえば、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製 AQUATAR−II、AQUATAR-III、AQUATAR-VIIなどが挙げられる。
An antireflection film may be provided under the resist. As the antireflection film, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. The former requires equipment such as a vacuum deposition apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus for film formation. Examples of the organic antireflection film include a condensate of a diphenylamine derivative and a formaldehyde-modified melamine resin described in JP-B-7-69611, an alkali-soluble resin, a light absorber, and maleic anhydride copolymer described in US Pat. No. 5,294,680. A reaction product of a coalescence and a diamine type light absorbing agent, a resin binder described in JP-A-6-186863 and a methylolmelamine thermal crosslinking agent, a carboxylic acid group, an epoxy group and a light-absorbing group described in JP-A-6-118656. An acrylic resin-type antireflection film in the same molecule, a composition comprising methylol melamine and a benzophenone-based light absorber described in JP-A-8-87115, and a low-molecular light absorber added to a polyvinyl alcohol resin described in JP-A-8-179509 And the like.
In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley, etc. may be used. it can.
Further, if necessary, an antireflection film can be used as an upper layer of the resist.
Examples of the antireflection film include AQUATAR-II, AQUATAR-III, and AQUATAR-VII manufactured by AZ Electronic Materials.
精密集積回路素子の製造などにおいてレジスト膜上へのパターン形成工程は、基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆基板、ガラス基板、ITO基板、石英/酸化クロム被覆基板等)上に、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布し、レジスト膜を形成し、次にKrFエキシマレーザー光、電子線、EUV光などの活性光線又は放射線を照射し、加熱、現像、リンス、乾燥することにより良好なレジストパターンを形成することができる。 In the manufacture of precision integrated circuit elements, the pattern forming process on the resist film is carried out on the substrate (eg, silicon / silicon dioxide coated substrate, glass substrate, ITO substrate, quartz / chromium oxide coated substrate, etc.). A resist pattern is formed by applying a resist composition, forming a resist film, and then irradiating actinic rays or radiation such as KrF excimer laser light, electron beam, EUV light, etc., heating, developing, rinsing and drying. Can be formed.
現像において使用するアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノーアミン等のアルコ−ルアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液(通常0.1〜20質量%)を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
これらの現像液の中で好ましくは第四級アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド、コリンである。
アルカリ現像液のpHは、通常10〜15である。
Examples of the alkaline developer used in development include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, and primary amines such as ethylamine and n-propylamine. Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, An aqueous solution (usually 0.1 to 20% by mass) of an alkali such as a quaternary ammonium salt such as choline or a cyclic amine such as pyrrole or piperidine can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
Among these developers, quaternary ammonium salts are preferable, and tetramethylammonium hydroxide and choline are more preferable.
The pH of the alkaline developer is usually 10-15.
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, the content of this invention is not limited by this.
合成例1(樹脂(A−7−1)の合成)
2Lフラスコにエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート600gをいれ、100mL/minの流量で一時間窒素置換した。また、4−アセトキシスチレン97.3g(0.60mol)、t−ブチルメタクリレート42.7g(0.30mol)、ベンジルメタクリレート17.6g(0.10mol)、重合開始剤V−601(和光純薬工業(株)製)2.30g(0.01mol)、1-オクチルメルカプタン1.46g(0.01mol)をエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート200gに溶解し、得られた溶液を上記と同様に窒素置換した。
エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートの入った2Lフラスコを、内温が80℃になるまで昇温した後、さらに重合開始剤剤V−601 2.30g(0.01mol)を添加し、5分間攪拌した。その後、上記モノマー混合溶液を攪拌しながら6時間かけて滴下した。滴下後、2時間さらに加熱攪拌した後、反応溶液を室温まで冷却し、ヘキサン3L中に滴下しポリマーを沈殿させた。ろ過した固体をアセトン500mlに溶解し、再度ヘキサン3L中に滴下、ろ過した固体を減圧乾燥して、4−アセトキシスチレン/t−ブチルメタクリレート/ベンジルメタクリレート共重合体149gを得た。
反応容器中に上記で得られた共重合体40.0g、メタノール40ml、1−メトキシ−2−プロパノール200ml、濃塩酸1.5mlを加え、80℃に加熱して5時間攪拌した。反応溶液を室温まで放冷し、蒸留水3L中に滴下した。ろ過した固体をアセトン200mlに溶解し、再度蒸留水3L中に滴下、ろ過した固体を減圧乾燥して樹脂(A−7−1)31.0gを得た。GPCによる重量平均分子量は8000、分子量分散度(Mw/Mn)は1.58であった。
Synthesis Example 1 (Synthesis of Resin (A-7-1))
600 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate was placed in a 2 L flask, and the atmosphere was purged with nitrogen at a flow rate of 100 mL / min for 1 hour. In addition, 97.3 g (0.60 mol) of 4-acetoxystyrene, 42.7 g (0.30 mol) of t-butyl methacrylate, 17.6 g (0.10 mol) of benzyl methacrylate, a polymerization initiator V-601 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (Made by Co., Ltd.) 2.30 g (0.01 mol) and 1.46 g (0.01 mol) of 1-octyl mercaptan were dissolved in 200 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate, and the resulting solution was purged with nitrogen in the same manner as described above. .
A 2 L flask containing ethylene glycol monoethyl ether acetate was heated up to an internal temperature of 80 ° C., and then 2.30 g (0.01 mol) of a polymerization initiator V-601 was added and stirred for 5 minutes. . Thereafter, the monomer mixed solution was added dropwise over 6 hours with stirring. After the dropping, the mixture was further heated and stirred for 2 hours, and then the reaction solution was cooled to room temperature and dropped into 3 L of hexane to precipitate a polymer. The filtered solid was dissolved in 500 ml of acetone, dropped again into 3 L of hexane, and the filtered solid was dried under reduced pressure to obtain 149 g of 4-acetoxystyrene / t-butyl methacrylate / benzyl methacrylate copolymer.
40.0 g of the copolymer obtained above, 40 ml of methanol, 200 ml of 1-methoxy-2-propanol and 1.5 ml of concentrated hydrochloric acid were added to the reaction vessel, heated to 80 ° C. and stirred for 5 hours. The reaction solution was allowed to cool to room temperature and dropped into 3 L of distilled water. The filtered solid was dissolved in 200 ml of acetone, dropped again into 3 L of distilled water, and the filtered solid was dried under reduced pressure to obtain 31.0 g of resin (A-7-1). The weight average molecular weight by GPC was 8000, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.58.
合成例2(樹脂(A−7−4)の合成)
重合開始剤V−601の添加量をそれぞれ9.2g(0.04mol)にし、1-オクチルメルカプタンを添加しなかった以外は合成例1と同様の操作で樹脂(A−7−4)30.5gを得た。
GPCによる重量平均分子量は8500、分子量分散度(Mw/Mn)は1.71であった。
Synthesis Example 2 (Synthesis of Resin (A-7-4))
Resin (A-7-4) 30. was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount of the polymerization initiator V-601 was 9.2 g (0.04 mol) and 1-octyl mercaptan was not added. 5 g was obtained.
The weight average molecular weight by GPC was 8500, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.71.
下記表1に示す条件で、樹脂を合成した。表1、樹脂の欄で、左から2つの文字は、樹脂の構造を表す。例えば、「A−1−1」とある樹脂は、先に例示した構造(A−1)を有する樹脂である。樹脂の組成比、重量平均分子量(Mw)、分子量分散度(Mw/Mn)を表1に示す。組成比(モル比)は、先に例示した樹脂の構造における繰り返し単位と左から順に対応する。 Resins were synthesized under the conditions shown in Table 1 below. In Table 1, resin column, the two letters from the left represent the resin structure. For example, a resin “A-1-1” is a resin having the structure (A-1) exemplified above. Table 1 shows the composition ratio, weight average molecular weight (Mw), and molecular weight dispersity (Mw / Mn) of the resin. The composition ratio (molar ratio) corresponds to the repeating units in the resin structure exemplified above in order from the left.
以下、表1中の樹脂(Z−1)、(Z−2)の構造を示す。 Hereinafter, the structures of the resins (Z-1) and (Z-2) in Table 1 are shown.
実施例1〜7及び比較例1〜4
〔レジスト組成物の調製〕
樹脂、酸発生剤、有機塩基性化合物及び界面活性剤をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)またはプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)との混合溶剤(混合比率を表2に示す)に溶解させ、固形分濃度10.0質量%の溶液を調製した後、得られた溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密ろ過して、レジスト溶液を得た。
以下、表2に評価に使用したレジスト溶液を示す。ここで、各成分の添加量(質量%)は、溶剤を除いた固形分に対する質量%を意味する。
Examples 1-7 and Comparative Examples 1-4
(Preparation of resist composition)
Resin, acid generator, organic basic compound and surfactant are dissolved in a mixed solvent with propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) or propylene glycol monomethyl ether (PGME) (mixing ratio is shown in Table 2), and solid content After preparing a solution having a concentration of 10.0% by mass, the obtained solution was microfiltered with a membrane filter having a 0.1 μm aperture to obtain a resist solution.
Table 2 below shows the resist solutions used for the evaluation. Here, the addition amount (mass%) of each component means the mass% with respect to solid content except a solvent.
〔評価〕
(残膜率(プラズマエッチング耐性))
HMDS処理をしたウエハー上に膜厚0.4μmのポジ型レジスト膜を形成した後、CF4(10mL/min)、O2(20mL/min)、Ar(1000mL/min)の混合ガスを用いて、温度23℃の条件で30秒間プラズマエッチングを行った。その後、レジスト膜の残膜量を測定し、元の膜厚0.4μmで除して100倍した値を残膜率(%)とした。残膜率が大きいほどプラズマエッチング耐性は良好である。
(欠陥)
マスクサイズ180nm、ピッチ360nmのマスクパターンで180nmのレジストパターンが得られる露光量で、0.18μmのパターンをウエハ面内78箇所露光した。この得られたパターン付きウエハをケーエルエー・テンコール(株)製KLA−2360により現像欠陥数を測定した。この際の検査面積は計205cm2、ピクセルサイズ0.25μm、スレッシュホールド=30、検査光は可視光を用いた。得られた数値を検査面積で割った値を欠陥数(個/cm2)として評価した。
評価結果を、表2に示す。
[Evaluation]
(Residual film rate (plasma etching resistance))
A positive resist film having a thickness of 0.4 μm is formed on a wafer subjected to HMDS treatment, and then a mixed gas of CF 4 (10 mL / min), O 2 (20 mL / min) and Ar (1000 mL / min) is used. Then, plasma etching was performed for 30 seconds at a temperature of 23 ° C. Thereafter, the residual film amount of the resist film was measured, and the value obtained by dividing the resist film by the original film thickness of 0.4 μm and multiplying by 100 was defined as the residual film ratio (%). The larger the remaining film ratio, the better the plasma etching resistance.
(defect)
With a mask pattern having a mask size of 180 nm and a pitch of 360 nm, a 0.18 μm pattern was exposed at 78 locations within the wafer surface with an exposure amount that would yield a 180 nm resist pattern. The number of development defects of the obtained patterned wafer was measured with KLA-2360 manufactured by KLA-Tencor Corporation. In this case, the inspection area was 205 cm 2 in total, the pixel size was 0.25 μm, the threshold = 30, and the inspection light was visible light. A value obtained by dividing the obtained numerical value by the inspection area was evaluated as the number of defects (pieces / cm 2 ).
The evaluation results are shown in Table 2.
以下、表中の略号を示す。 The abbreviations in the table are shown below.
(有機塩基性化合物)
C−1: ジシクロヘキシルメチルアミン
C−2: 2,4,6−トリフェニルイミダゾール
C−3: テトラ−(n−ブチル)アンモニウムヒドロキシド
C−4:
(Organic basic compounds)
C-1: Dicyclohexylmethylamine C-2: 2,4,6-triphenylimidazole C-3: Tetra- (n-butyl) ammonium hydroxide C-4:
(界面活性剤)
D−1:フッ素系界面活性剤、メガファックF-176(大日本インキ化学工業(株)製)
D−2:フッ素/シリコン系界面活性剤、メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)
D−3:シリコン系界面活性剤、シロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)
(Surfactant)
D-1: Fluorosurfactant, MegaFuck F-176 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
D-2: Fluorine / silicone surfactant, MegaFac R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
D-3: Silicon-based surfactant, siloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
表2から、本発明のポジ型レジスト組成物は、現像欠陥が少なく、十分なプラズマエッチング耐性を有していることが明らかである。 From Table 2, it is clear that the positive resist composition of the present invention has few development defects and has sufficient plasma etching resistance.
Claims (8)
R1は、各々独立して水素原子又はメチル基を表す。
Aは、酸の作用により脱離する基を表す。
mは、1又は2を表す。 Resin (A) has a repeating unit represented by the following general formula (I) and a repeating unit represented by the following general formula (II), is insoluble or hardly soluble in an alkali developer, and is alkalinized by the action of an acid. The positive resist composition according to claim 1, wherein the positive resist composition is a resin that is soluble in a developer.
R 1 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
A represents a group capable of leaving by the action of an acid.
m represents 1 or 2.
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
R2は、フェニル基又はシクロヘキシル基を表す。
nは、0〜2の整数を表す。 4. The positive resist composition according to claim 2, wherein the resin (A) further has a repeating unit represented by the following general formula (III).
R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 2 represents a phenyl group or a cyclohexyl group.
n represents an integer of 0 to 2.
R1は、水素原子又はメチル基を表す。 6. The positive resist composition according to claim 2, wherein the repeating unit represented by the general formula (II) is represented by the following general formula (II-a).
R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
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JP2007277521A JP2009104040A (en) | 2007-10-25 | 2007-10-25 | Positive resist composition and pattern forming method using same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103019034A (en) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 富士胶片株式会社 | Positive-type photosensitive resin composition, cured film and manufacturing method thereof, pattern, mems structure manufacturing method, dry and wet etching method |
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2007
- 2007-10-25 JP JP2007277521A patent/JP2009104040A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103019034A (en) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 富士胶片株式会社 | Positive-type photosensitive resin composition, cured film and manufacturing method thereof, pattern, mems structure manufacturing method, dry and wet etching method |
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